直驱式电液伺服装置油源及系统性能的研究

发布时间：2020-05-17 12:24

【摘要】： 直驱式容积控制(DDVC)电液伺服系统是近些年研究发展起来的一种新型的容积调速电液伺服系统,具有交流伺服电动机控制的灵活性和液压大出力的双重优点。可靠性高、节能高效、操作与控制简单、小型集成化等优势使系统已在多个领域的装置上获得应用并取得较大的经济效益。被认为是液压控制系统的重要发展方向之一。国外尤其是美国和日本等国对新型系统的研究已趋于成熟,应用越来越广泛。本课题的主要任务是针对六自由度运动台的要求而进行单通道电液伺服装置的研究,对电液伺服驱动装置进行设计加工包括集成阀块、密闭油罐及其连接部件等,并对系统进行试验研究。本文主要针对系统工作过程中的补油问题进行了一定的研究,并设计制造了相应的补油阀和密闭油罐,在理论分析和试验的基础上,对其参数与性能进行了优化,从而最终得到了理想的设计参数,经试验研究,可以满足系统工作的需要,使得噪音与爬行问题得到了很好的解决。本文对直驱式电液伺服装置在闭环下进行了试验研究,检验了系统的性能是否满足了设计要求,为进一步改善系统的动态特性提供了理论基础。此外,实际应用中还须采取措施减少或避免外界因素对系统性能造成的不利影响。
【图文】：

系统方框图,电液伺服系统

1.2 传统的电液伺服系统综述及研究现状传统的电液伺服系统主要由电子电气元件、电液伺服阀、液压执行元件、反馈检测元件和控制对象组成, 其系统方框图如图1-1 所示。图 1-1 电液伺服系统Fig.1-1 Electrohydraulic servo system在电液伺服系统中，偏差信号的检测、校正和初始放大等均采用电气、电子元件实现。他们具有很大的灵活性，对信号的测量、校正、放大都比较方便。而液压动力元件响应速度快、抗负载刚性大。两者相结合，使电液伺服系统具有很大的灵活性和广泛的适应性。电液伺服系统与计算机相结合，可以充分的运用计算机的信息处理能力，使系统具有更复杂的功能和更广泛的适应性。传统电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高、输出功率大的控制优点。但是, 电液伺服系统也具有以下固有缺陷[5]:1.伺服系统对油液污染特别敏感。电液伺服阀的动态间隙仅为0.5～5μm,研究表明, 大于动态间隙微粒的进入是电液伺服阀磨损的根本原因, 也是导致电液伺服阀发生故障的最主要原因, 这将导致电液伺服系统工作可靠性和稳定性的降低。因此必须强化和完善过滤技术, 提高液压油的清洁度, 相应地也提高了电液伺服系统的成本, 增大了系统的体积和复杂程度;2.电液伺服系统需要一套泵站系统提供恒压油源。因此增大了系统的体积、复杂程度和成本, 限制了其在汽车、轮船等安装空间小的特殊应用部门的更广泛应用;3.电液伺服系统的伺服阀提供的负载压力最大只有油源压力的2/3, 系统能量浪费严重;4.由于电液伺服系统效率低, 使系统液压油温度升高, 从而系统需配备冷却装置, 导致系统体积增大和复杂化, 成本增高。5.伺服阀加工精度高

原理图,电液伺服系统,原理图

针对传统有阀电液伺服系统的这些缺点，结合交流伺服电机的调速技术，国内外在近十年内，发展了这种新型的电液伺服系统—直驱式电液伺服系统。直驱式电液伺服系统的原理图如图 1-2 所示。计算机发出控制信号给交流伺服控制器控制交流伺服电动机，交流伺服电动机驱动液压定量泵产生一定流量和压力的液压油，产生的液压油通过油路最终驱动液压缸。传感器把液压缸的位置信号采集回来输入到计算机控制系统使系统成为闭环控制系统，以实现对油缸的位置控制。交流伺服电动机可以直接实现变速，变向和限转矩的伺服动作。由原理图可知，直接驱动式电液伺服系统采用的是一种闭式回路。活塞杆伸出时，油缸下腔进压力油，上腔的油直接进入油泵。因为下腔容积大于上腔，下腔不足的油通过单向阀从油箱补油到油泵入口。反之，活塞杆缩入时，油泵反转
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH137

【引证文献】